JP2012203334A - Optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子に関し、特に、2つの入力光を複屈折材料に入射し、常光及び異常光からなる4つの出力光を受光素子に入射させるよう構成された光学素子に関する。 The present invention relates to an optical element, and more particularly to an optical element configured such that two input lights are incident on a birefringent material and four output lights composed of ordinary light and extraordinary light are incident on a light receiving element.
偏波直交多重多値変調方式(Dual Polarization
Differential Quadrature Phase Shift Keying,DP-QPSK)などのように、100Gbit/sを超える高速通信手段が提案されている。これらの光通信に使用される光受信器では、偏波分離した複数の出力光を、フォトダイオードなどの受光素子に入射させ、光信号を電気信号に変換(O/E変換)することが行われている。
Polarization orthogonal multiplex multilevel modulation (Dual Polarization)
High-speed communication means exceeding 100 Gbit / s has been proposed, such as Differential Quadrature Phase Shift Keying (DP-QPSK). In optical receivers used for these optical communications, a plurality of polarization-separated output lights are incident on a light receiving element such as a photodiode, and optical signals are converted into electrical signals (O / E conversion). It has been broken.
非特許文献1に示すように、従来のO/E変換部における光学結合系は、図1の平面光回路(Planar
Lightwave Circuit,PLC)1から出力された光波(点線)を2つのレンズアレイ2,4と90°に折り返すミラー(プリズム)3で、受光素子5に導入するよう構成されている。
As shown in Non-Patent Document 1, the optical coupling system in the conventional O / E converter is the planar optical circuit (Planar
A light wave (dotted line) output from a light wave circuit (PLC) 1 is introduced into the
図1のような光学結合系では、部品点数が多く、光学部品の調整が煩雑化するため、製造コストの増加する原因となっていた。また、レンズアレイのピッチや交差の影響により、受光素子に集光するための集光トレランスも厳しい構成となっていた。 In the optical coupling system as shown in FIG. 1, the number of parts is large and the adjustment of the optical parts is complicated, which causes an increase in manufacturing cost. Further, due to the influence of the pitch and intersection of the lens array, the light condensing tolerance for condensing light on the light receiving element has also become strict.
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、部品点数を減少し、製造コストの増加や集光トレランスの悪化を抑制した光学素子を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an optical element that solves the above-described problems, reduces the number of parts, and suppresses an increase in manufacturing cost and deterioration in light collection tolerance.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、2つの入力光を複屈折材料に入力し、各入力光に対応する常光及び異常光からなる4つの出力光を出力し、該出力光を、ビーム径を小さくすると共に、ビーム間隔を狭めた状態で受光素子に入射させる光学素子において、該複屈折材料の出力端に、前記4つの出力光が略一点で交差するよう光路変換する光路変換手段を配置し、前記交差した点と該受光素子との間に、各出力光のビーム径を絞る集光手段を設けることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 inputs two input lights to a birefringent material, outputs four output lights composed of ordinary light and extraordinary light corresponding to each input light, and outputs the output light. Is an optical element that enters the light receiving element in a state where the beam diameter is reduced and the beam interval is narrowed, and an optical path for changing the optical path so that the four output lights intersect at substantially one point at the output end of the birefringent material A converting means is arranged, and a condensing means for reducing the beam diameter of each output light is provided between the intersecting point and the light receiving element.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光学素子において、該光路変換手段は、入射面もしくは出射面の少なくとも一方が多面体で構成された一つの光学部品で構成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical element according to the first aspect, the optical path changing means is composed of one optical component in which at least one of the incident surface and the emitting surface is formed of a polyhedron. And
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の光学素子において、該集光手段は、球レンズで構成されることを特徴とする。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の光学素子において、該球レンズは半球状の球レンズであり、該球レンズの曲面部分から入射した光波が平面で反射し、他の曲面部分から出射するよう構成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical element according to the third aspect, the spherical lens is a hemispherical spherical lens, and a light wave incident from a curved surface portion of the spherical lens is reflected by a plane, and the other curved surface portion. It is comprised so that it may radiate | emit from.
請求項1に係る発明により、2つの入力光を複屈折材料に入力し、各入力光に対応する常光及び異常光からなる4つの出力光を出力し、該出力光を、ビーム径を小さくすると共に、ビーム間隔を狭めた状態で受光素子に入射させる光学素子において、該複屈折材料の出力端に、前記4つの出力光が略一点で交差するよう光路変換する光路変換手段を配置し、前記交差した点と該受光素子との間に、各出力光のビーム径を絞る集光手段を設けるため、光学部品は、光路変換手段と集光手段の2つのみとなるため、部品点数を削減でき、光学部品の調整も簡素化できるため、製造コストの増加を抑制することが可能となる。また、受光素子に入射する4つの出力光を1つの集光手段で集光するため、従来のレンズアレイと異なり、集光トレランスを高めることも可能となる。 According to the first aspect of the present invention, two input lights are input to a birefringent material, four output lights composed of ordinary light and extraordinary light corresponding to each input light are output, and the beam diameter of the output light is reduced. In addition, in the optical element that is incident on the light receiving element in a state where the beam interval is narrowed, an optical path changing unit that changes the optical path so that the four output lights intersect at substantially one point is disposed at the output end of the birefringent material, Since a condensing means for reducing the beam diameter of each output light is provided between the intersecting point and the light receiving element, there are only two optical parts, an optical path changing means and a condensing means, so the number of parts is reduced. In addition, the adjustment of the optical components can be simplified, so that an increase in manufacturing cost can be suppressed. In addition, since the four output lights incident on the light receiving element are condensed by one condensing unit, it is possible to increase the condensing tolerance unlike the conventional lens array.
請求項2に係る発明により、光路変換手段は、入射面もしくは出射面の少なくとも一方が多面体で構成された一つの光学部品で構成されているため、部品点数が少なく、製造コストの増加を抑制することが可能となる。しかも、多面体の面の角度を調整することで、受光素子に入射する4つの出力光のビーム間隔を調整することが可能となり、ビーム間隔のピッチ調整を容易に行うことが可能となる。 According to the invention of claim 2, since the optical path changing means is composed of one optical component in which at least one of the incident surface and the exit surface is a polyhedron, the number of components is small and an increase in manufacturing cost is suppressed. It becomes possible. In addition, by adjusting the angle of the surface of the polyhedron, it is possible to adjust the beam interval of the four output lights incident on the light receiving element, and the pitch of the beam interval can be easily adjusted.
請求項3に係る発明により、集光手段は、球レンズで構成されるため、4つの出力光を1つの光学部品で集光することが可能となり、製造コストの増加を抑制し、光学素子全体の小型化にも寄与する。
According to the invention of
請求項4に係る発明により、該球レンズは半球状の球レンズであり、該球レンズの曲面部分から入射した光波が平面で反射し、他の曲面部分から出射するよう構成されているため、集光するだけでなく、光路を90°に折り曲げる構成も一つの光学部品で構成できるため、光学素子の製造コストの増加を抑制し、素子全体の小型化を達成することが可能となる。 According to the invention of claim 4, the spherical lens is a hemispherical spherical lens, and the light wave incident from the curved surface portion of the spherical lens is reflected by the plane and is emitted from the other curved surface portion. In addition to condensing light, the optical path can be bent at 90 ° with a single optical component. Therefore, an increase in the manufacturing cost of the optical element can be suppressed, and the entire element can be downsized.
以下、本発明の光学素子について、好適例を用いて詳細に説明する。
本発明は、図2に示すように、2つの入力光(A,B)を複屈折材料10に入力し、各入力光に対応する常光(a1,b1)及び異常光(a2,b2)からなる4つの出力光を出力し、該出力光を、ビーム径を小さくすると共に、ビーム間隔を狭めた状態で受光素子40に入射させる光学素子において、該複屈折材料10の出力端に、前記4つの出力光(a1,a2,b1,b2)が略一点(一点鎖線D)で交差するよう光路変換する光路変換手段20を配置し、前記交差した点と該受光素子40との間に、各出力光のビーム径を絞る集光手段30を設けることを特徴とする。
Hereinafter, the optical element of the present invention will be described in detail using preferred examples.
In the present invention, as shown in FIG. 2, two input lights (A, B) are input to the
本発明における「略一点で交差する」とは、本発明の技術的範囲が「一点で交差する」ことに限定されるのではなく、本発明の効果を奏する範囲において当該一点から若干ずれても良いことを意味している。 In the present invention, “intersecting at approximately one point” is not limited to the technical scope of the present invention being “intersecting at one point”, but may be slightly deviated from the one point within the scope of the effects of the present invention. Means good.
複屈折材料としては、イットリウム・バナデート(YVO4)を使用できる。2つの複屈折率材料の中間に45°半波長板を介在させ、常光及び異常光の分離状態や伝搬方向を調整することが可能である。複屈折材料では結晶中を通過する光線の偏光方向によって屈折率が異なるため、結晶を通過する光線の光学距離(屈折率×材料中の伝搬距離)が偏光方向毎に異なる。このため、図2に示すように、複屈折材料の結晶10を前半部と後半部の2つに分け、それぞれの光線の偏光方向を前半部と後半部を90°回転することで結晶を通過する光線全ての光学距離を同じにしている。また、光線の偏光方向を結晶前半部と後半部で90°回転させるために、結晶間に半波長板11を挿入する。
As the birefringent material, yttrium vanadate (YVO4) can be used. It is possible to adjust the separation state and propagation direction of ordinary light and extraordinary light by interposing a 45 ° half-wave plate between two birefringent materials. In a birefringent material, since the refractive index differs depending on the polarization direction of the light beam passing through the crystal, the optical distance (refractive index × propagation distance in the material) of the light beam passing through the crystal differs for each polarization direction. For this reason, as shown in FIG. 2, the
図2においては、上述の理由から2つの複屈折率材料10の中間に45°半波長板11を介在させる構成としているが、本発明はこれに限定されることはなく、図3に示すように、一つ目の複屈折率材料10の直後にガラス板等の光路長調整板12を配置し、二つ目の複屈折率材料を省略することも可能である。
In FIG. 2, a 45 ° half-
複屈折率材料10で4つの出力光(a1,a2,b1,b2)に分離された後、光路変換手段で、各出力光の光路を調整し、4つの出力光が一点鎖線Dで示す位置で交差するよう設定される。光路変換手段20としては、図4に示すように、入射面21が複屈折材料の出射面と平行な面を有し、出射面が多面体22〜25で構成された一つの光学部品で構成されている。
After the
光路変換手段の入射面21を複屈折材料の出射面と平行にすることで、複屈折率材料と光路変換手段とを精度よく一体化することができるため、個々の光学部品の位置や角度を調整する必要がなく且つ単純な構成とすることで信頼性の向上を図ることができる。なお、光路変換手段は、出射面を多面体とするだけでなく入射面を多面体として構成することも可能である。
By making the
光路変換手段を構成する多面体22〜25の各面の角度θ1〜θ4を調整することとで、受光素子40に入射するビーム間隔(ピッチ)を変更することが可能である。なお、本実施例では4つの出力光が一点鎖線Dで示す位置で交差するようにしているが、該出力光の交差点の位置はこの後に入射される受光素子におけるビーム径やビーム位置が光学特性に影響しない範囲であれば許容される。つまり4つの出力光は略一点で交差すれば良い。また、多面体は4つの出力光を略一点で交差する機能を有していれば光路変換手段の入射面もしくは出射面の少なくとも一方に形成されていればよい。
By adjusting the angles θ1 to θ4 of the respective faces of the
集光手段は、球レンズで構成することが可能である。一点鎖線Dで示される位置に球レンズの曲面が位置するよう配置することで、球レンズを利用して出力光のビーム径を小さく集光させることが可能となる。しかも、一つのレンズで集光するため、集光トレランスを向上させることが可能となる。 The light condensing means can be composed of a spherical lens. By arranging so that the curved surface of the spherical lens is positioned at the position indicated by the alternate long and short dash line D, it is possible to condense the beam diameter of the output light using the spherical lens. In addition, since the light is collected by one lens, the light collection tolerance can be improved.
本発明の光学素子では、さらに、集光手段30として、図2に示すように、集光手段である球レンズに、半球状の球レンズを用いている。この構成により、図2(b)のように、球レンズの曲面部分から入射した光波が平面で反射し、他の曲面部分から出射するよう構成することができ、光路を90°に折り曲げることも可能となる。通常、受光素子の受光面は受光素子周辺の電子配線を考慮して複屈折率材料を配置した平面の垂線方向に向いた状態で配置されるが、光路を90°に折り曲げることで容易に光を受光面に入射することができ、光学部品の配置・調整を容易にすることが可能となる。 In the optical element of the present invention, a hemispherical spherical lens is used as the condensing means 30 as a concentrating spherical lens as shown in FIG. With this configuration, as shown in FIG. 2B, the light wave incident from the curved surface portion of the spherical lens can be reflected by the plane and emitted from the other curved surface portion, and the optical path can be bent at 90 °. It becomes possible. Normally, the light receiving surface of the light receiving element is arranged in a state facing the perpendicular direction of the plane on which the birefringent material is arranged in consideration of the electronic wiring around the light receiving element, but light can be easily obtained by bending the optical path to 90 °. Can be incident on the light receiving surface, and the arrangement and adjustment of optical components can be facilitated.
図2に示すような光学素子において、例えば、複屈折材料から出射する出力光のビーム径が0.8mm、ビーム間隔が1.0mmである場合には、光路変換手段20の出射位置Cから交差点Dまでの距離を8mmとなるような光路変換手段を利用し、かつ、集光手段30として半球状の球レンズの直径φ4mmを用いることにより、ビーム径10μm、ビーム間隔を250μmに調整することが可能となる。 In the optical element as shown in FIG. 2, for example, when the beam diameter of the output light emitted from the birefringent material is 0.8 mm and the beam interval is 1.0 mm, the intersection from the emission position C of the optical path changing means 20 By using an optical path changing means such that the distance to D is 8 mm, and using the diameter φ4 mm of a hemispherical sphere lens as the condensing means 30, the beam diameter can be adjusted to 10 μm and the beam interval to 250 μm. It becomes possible.
以上説明したように、本発明によれば、部品点数を減少し、製造コストの増加や集光トレランスの悪化を抑制した光学素子を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical element in which the number of parts is reduced and an increase in manufacturing cost and deterioration in light collection tolerance are suppressed.
10 複屈折材料
11 45°半波長板
12 光路長調整板
20 光路変換手段
30 集光手段
40 受光素子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該複屈折材料の出力端に、前記4つの出力光が略一点で交差するよう光路変換する光路変換手段を配置し、前記交差した点と該受光素子との間に、各出力光のビーム径を絞る集光手段を設けることを特徴とする光学素子。 Two input lights are input to a birefringent material, and four output lights composed of ordinary light and extraordinary light corresponding to each input light are output, and the beam diameter of the output light is reduced and the beam interval is reduced. In the optical element to be incident on the light receiving element in
An optical path changing means for changing the optical path is arranged at the output end of the birefringent material so that the four output lights intersect at approximately one point, and the beam diameter of each output light is between the intersecting point and the light receiving element. An optical element, characterized in that a light condensing means for restricting the aperture is provided.
Priority Applications (1)
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JP2011070240A JP2012203334A (en) | 2011-03-28 | 2011-03-28 | Optical element |
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JP2011070240A Withdrawn JP2012203334A (en) | 2011-03-28 | 2011-03-28 | Optical element |
Country Status (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018520375A (en) * | 2015-05-15 | 2018-07-26 | 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. | Polarization-independent reflection modulator |
US10222676B2 (en) | 2017-01-27 | 2019-03-05 | Futurewei Technologies, Inc. | Polarization insensitive integrated optical modulator |
US10243684B2 (en) | 2017-05-23 | 2019-03-26 | Futurewei Technologies, Inc. | Wavelength-division multiplexed polarization-insensitive transmissive modulator |
US10330959B2 (en) | 2017-05-22 | 2019-06-25 | Futurewei Technologies, Inc. | Polarization insensitive micro ring modulator |
US10551640B2 (en) | 2016-11-21 | 2020-02-04 | Futurewei Technologies, Inc. | Wavelength division multiplexed polarization independent reflective modulators |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10551640B2 (en) | 2016-11-21 | 2020-02-04 | Futurewei Technologies, Inc. | Wavelength division multiplexed polarization independent reflective modulators |
US10222676B2 (en) | 2017-01-27 | 2019-03-05 | Futurewei Technologies, Inc. | Polarization insensitive integrated optical modulator |
US10330959B2 (en) | 2017-05-22 | 2019-06-25 | Futurewei Technologies, Inc. | Polarization insensitive micro ring modulator |
US10243684B2 (en) | 2017-05-23 | 2019-03-26 | Futurewei Technologies, Inc. | Wavelength-division multiplexed polarization-insensitive transmissive modulator |
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